【手続補正書】
【提出日】平成18年8月2日(2006.8.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体基材の表面の一部分にめっき層が形成されており、かつ前記めっき層を形成した部分以外の前記導体基材の表面が、該導体基材の表面処理に由来して形成された水酸化物を含む酸化銅の皮膜で部分的もしくは全体的に覆われていることを特徴とする導体基材。
【請求項２】
半導体素子を搭載するためのものであって、前記半導体素子の搭載部が少なくとも絶縁性樹脂で封止されることを特徴とする請求項１に記載の導体基材。
【請求項３】
前記導体基材が実質的に銅もしくはその合金からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の導体基材。
【請求項４】
前記導体基材が実質的に非銅系金属からなりかつ該導体基材の最表層が銅もしくはその合金からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の導体基材。
【請求項５】
前記表面処理が、自己還元力に優れた酸化剤を添加した黒化処理液中に前記導体基材を浸漬することからなる強制酸化処理であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の導体基材。
【請求項６】
前記表面処理が、黒化処理液中に前記導体基材を浸漬して陽極酸化処理を行うことからなる強制酸化処理であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の導体基材。
【請求項７】
前記絶縁性樹脂がその分子中に水酸基を含有する樹脂であり、該水酸基含有樹脂と前記水酸化物含有酸化銅の皮膜との間に水素結合力が発現することを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の導体基材。
【請求項８】
前記水酸基含有樹脂がエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項７に記載の導体基材。
【請求項９】
前記導体基材がリードフレームであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の導体基材。
【請求項１０】
前記水酸化物含有酸化銅の皮膜が、配線取り出し部分を除いて、前記導体基材の少なくとも一部の表面に被覆されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の導体基材。
【請求項１１】
前記水酸化物含有酸化銅の皮膜が、前記導体基材の全面に被覆されていることを特徴とする請求項１０に記載の導体基材。
【請求項１２】
前記導体基材が放熱板であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の導体基材。
【請求項１３】
前記水酸化物含有酸化銅の皮膜が、前記導体基材の側から順に、酸化第一銅（Ｃｕ2Ｏ）層、酸化第二銅（ＣｕＯ）層及び水酸化第二銅（Ｃｕ（ＯＨ）2）層からなる３層構造体であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の導体基材。
【請求項１４】
前記水酸化物含有酸化銅の皮膜の膜厚が、０．０２〜０．２μｍの範囲であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の導体基材。
【請求項１５】
高温度下で処理された時、前記導体基材と前記水酸化物含有酸化銅の皮膜との間に偏析層を形成しないことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の導体基材。
【請求項１６】
前記水酸化物含有酸化銅の皮膜が、０．５μｍ以下の粒径を有する針状結晶からなることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の導体基材。
【請求項１７】
少なくとも１個の半導体素子を、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の導体基材の所定の位置に搭載し、絶縁性樹脂で封止してなることを特徴とする半導体装置。
【請求項１８】
前記導体基材の実質的に全部が前記絶縁性樹脂で封止されていることを特徴とする請求項１７に記載の半導体装置。
【請求項１９】
前記半導体装置がはんだを使用して実装基板に実装されることを特徴とする請求項１７又は１８に記載の半導体装置。
【請求項２０】
前記はんだが鉛フリーはんだであることを特徴とする請求項１９に記載の半導体装置。
【請求項２１】
請求項１に記載の導体基材を製造する方法であって、
前記導体基材の表面の一部分にめっき層を形成する工程、及び
前記導体基材を表面処理し、その導体基材の表面に水酸化物を含む酸化銅の皮膜を部分的もしくは全体的に形成する工程
を含むことを特徴とする導体基材の製造方法。
【請求項２２】
前記導体基材が実質的に銅もしくはその合金からなることを特徴とする請求項２１に記載の導体基材の製造方法。
【請求項２３】
前記導体基材が実質的に非銅系金属からなりかつ該導体基材の最表層が銅もしくはその合金からなることを特徴とする請求項２１に記載の導体基材の製造方法。
【請求項２４】
前記表面処理工程を、自己還元力に優れた酸化剤を添加した黒化処理液中に前記導体基材を浸漬することによって行うことを特徴とする請求項２１〜２３のいずれか１項に記載の導体基材の製造方法。
【請求項２５】
前記黒化処理液が、強アルカリ化合物と酸化剤の混合液であることを特徴とする請求項２４に記載の導体基材の製造方法。
【請求項２６】
前記自己還元力に優れた酸化剤が、過マンガン酸ナトリウム、重クロム酸ナトリウム、ペルオクソ二硫酸ナトリウムもしくはその混合物であることを特徴とする請求項２４又は２５に記載の導体基材の製造方法。
【請求項２７】
前記表面処理工程を、黒化処理液中に前記導体基材を浸漬して陽極酸化処理することによって行うことを特徴とする請求項２１〜２３のいずれか１項に記載の導体基材の製造方法。
【請求項２８】
前記黒化処理液が、強アルカリ化合物と酸化剤の混合液であることを特徴とする請求項２７に記載の導体基材の製造方法。
【請求項２９】
前記表面処理工程を、５０〜８０℃の温度で１〜２０秒間にわたって行うことを特徴とする請求項２１〜２８のいずれか１項に記載の導体基材の製造方法。
【請求項３０】
前記導体基材としてリードフレームを使用することを特徴とする請求項２１〜２９のいずれか１項に記載の導体基材の製造方法。
【請求項３１】
前記水酸化物含有酸化銅の皮膜を、配線取り出し部分を除いて、前記導体基材の少なくとも一部の表面に被覆することを特徴とする請求項２１〜３０のいずれか１項に記載の導体基材の製造方法。
【請求項３２】
前記水酸化物含有酸化銅の皮膜を前記導体基材の全面に被覆することを特徴とする請求項３１に記載の導体基材の製造方法。
【請求項３３】
前記導体基材として放熱板を使用することを特徴とする請求項２１〜２９のいずれか１項に記載の導体基材の製造方法。
【請求項３４】
前記水酸化物含有酸化銅の皮膜が、前記導体基材の側から順に、酸化第一銅（Ｃｕ2Ｏ）層、酸化第二銅（ＣｕＯ）層及び水酸化第二銅（Ｃｕ（ＯＨ）2）層からなる３層構造体であることを特徴とする請求項２１〜３３のいずれか１項に記載の導体基材の製造方法。
【請求項３５】
前記水酸化物含有酸化銅の皮膜の膜厚が、０．０２〜０．２μｍの範囲であることを特徴とする請求項２１〜３４のいずれか１項に記載の導体基材の製造方法。
【請求項３６】
高温度下で処理された時、前記導体基材と前記水酸化物含有酸化銅の皮膜との間に偏析層を形成しないことを特徴とする請求項２１〜３５のいずれか１項に記載の導体基材の製造方法。
【請求項３７】
前記水酸化物含有酸化銅の皮膜を、０．５μｍ以下の粒径を有する針状結晶から形成することを特徴とする請求項２１〜３６のいずれか１項に記載の導体基材の製造方法。
【請求項３８】
請求項２１〜３７のいずれか１項に記載の方法によって水酸化物含有酸化銅の皮膜を導体基材上に形成した後、前記導体基材の所定の位置に半導体素子を搭載し、前記半導体素子と前記導体基材との間を電気的に接続し、さらに前記半導体素子の搭載部を少なくとも絶縁性樹脂で封止することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３９】
前記絶縁性樹脂で当該半導体装置の実質的に全部を封止することを特徴とする請求項３８に記載の半導体装置の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ2）               ０〜１００ｇ／Ｌ
水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）                      ５〜６０ｇ／Ｌ
リン酸三ナトリウム（Ｎａ3ＰＯ4）                ０〜２００ｇ／Ｌ
処理条件：
浴温          約５０〜８０℃
処理時間      約１〜２０秒間
電流密度      約０．２〜１０Ａ／ｄｍ2
本発明の半導体装置では、前記したように、最表面に銅もしくは銅合金を有する導体基材の水酸化物含有酸化銅の皮膜とその皮膜の表面を被覆した封止樹脂とが水素結合力によって結合することで、強力な密着力を得ることができ、半導体装置に非常に優れた信頼性を付与することができる。本発明による水素結合力の発現は、本発明の半導体装置において導体基材１の表面の水酸化物含有酸化銅皮膜とエポキシ樹脂９が接合するメカニズムを模式的に示した断面図である図４から容易に理解することができるであろう。水酸化物含有酸化銅皮膜の水酸化物は、エポキシ樹脂９が硬化して生成する水酸基（−ＯＨ）と水素結合を行うことによって強力な接着力を発現することができる。本発明者らの知る限りでは、このように酸化銅に水酸化物を共存させることで接着力の強化を図ることは従来技術において提案されていない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
これに対して、従来の半導体装置の場合には、図５に模式的に示すように、導体基材（銅もしくは銅合金）１の表面の酸化銅皮膜とエポキシ樹脂９が弱く結合するだけであるので、弱い接着力しか得ることができず、クラックの発生や封止樹脂の剥離の問題などを排除することができない。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
これに対して、本発明に従って未処理銅合金材を酸化処理した場合には、加熱により偏析層を形成しない水酸化物含有酸化銅皮膜を形成することができる。まず、Ｓｎ、Ｎｉ等の元素を添加物として含有する銅合金材からなる導体基材１について本発明に従って酸化処理（酸化強化剤添加黒化処理液の使用又は黒化処理液と陽極酸化の併用）を行うと、図１３（Ａ）に示すように、導体基材１の側から順に、酸化第一銅（Ｃｕ2Ｏ）層２１、酸化第二銅（ＣｕＯ）層２２、そして粗面をもつ水酸化第二銅（Ｃｕ（ＯＨ）2）層２３が形成される。次いで、このような表面状態で加熱を行うと、図１３（Ｂ）に示すように、導体基材１の銅（Ｃｕ）元素は、表層面の凹凸により不均一な拡散を生じ、その結果、添加元素が取り残されるとしても、図１３（Ｃ）に示すように、偏析層が形成されない。したがって、本発明方法によって形成された水酸化第二銅（Ｃｕ（ＯＨ）2）層２３の場合には、偏析層の存在に原因した封止樹脂の剥離が発生しないことに起因して、半導体装置の耐熱性も上昇する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
１    導体基材
２    水酸化物含有酸化銅皮膜
３    銀めっき層
５    半導体素子
８    ボンディングワイヤ
９    封止樹脂
１０    半導体装置
２１    酸化第一銅（Ｃｕ2Ｏ）層
２２    酸化第二銅（ＣｕＯ）層
２３    水酸化第二銅（Ｃｕ（ＯＨ）2）層